水杯的人机工程学改进设计

Xinjiang Institute of Engineering

安全人机工程学

课程论文

论文题目水杯的人机工程学改进设计

系（部）机械工程系

学科专业机械制造及自动化

班级12-27（1）班错误!未指定书签。

姓名郭新雯

学号2012231106

指导教师金葵

二〇一四年十二月十六日

目录

摘要 (2)

1、前言 (2)

2、人和水杯的人机关系 (3)

3、水杯的类别及外形设计 (5)

3.1水杯的类别 (5)

3.2水杯的外形设计 (6)

4、水杯的设计原则 (6)

5、水杯的设计 (7)

5.1水杯的材料选用 (7)

5.2水杯的尺寸设计 (7)

5.3杯子的重量设计 (8)

5.4水杯的防滑设计 (8)

5.5水杯的防漏设计 (9)

5.6水杯的杯底设计 (10)

6、总结 (11)

7、参考文献 (12)

摘要

众所周知，人是离不开水的，随着人们生活水平的提高，人们对水的要求越来越高，当然对水杯的要求也越来越高，不仅仅满足于它只是盛水的工具，逐渐地更在乎它的质量、外观、性能等等。根据需求对现在的水杯进行改进设计，充分考虑人的因素，对其做一些“人性化”的改善，以求在我们生活需求的同时，也能有一个舒适的生活使用方式。本设计通过对使用水杯的主要人机关系进行实测和整改设计。运用了安全人机工程学的基本原理和方法，全面考虑人的生理、心理因素，考虑其外观、质量、性能等能适合人的生活方式，人与水杯系统综合的宜人性，借鉴一般水杯的设计的情况，取长补短，使之达到美观、安全、、舒适、合理的效果。

关键词：水杯；人性化；设计；

1、前言

1.使用要方便、舒适。水杯的主要功能是喝水，所以要合理布置各部分位置，尽可能满足人们舒适地饮水。

2.要保证安全，水杯要防漏、防滑主要体现在几个方面：水杯应采用防漏设计处理，杯身材料应采用防滑材料，以免水杯漏水、易滑影响人们使用。

3.要简单美观。水杯所占用的空间面积不大,所以应外观简单且内部易清洁

4水杯的设计应以人体工学原理出发，考虑减轻使用劳动强度，方便使用。

2、人和水杯的人机关系

人手是由骨、动脉、神经、韧带和肌腱等组成的复杂结构，手指由小臂的腕骨伸肌和屈肌控制，这些肌肉由跨国腕道的腱连到手指，而腕道由手背骨和相对的横向腕韧带形成，通过腕道的还有各种动脉和神经。腕骨与小臂上的桡骨及尺骨连向木质一侧，而尺骨连向小指一侧。

男女不同年龄的握力

3、水杯的类别及外形设计

3.1水杯的类别

水杯可以根据材料分类，比如陶瓷杯、玻璃杯、塑料杯、不锈钢杯、木鱼石杯、景泰蓝杯等。

可以根据功能分类，比如日用杯、广告杯、促销杯、保健杯等可以根据寓意分类，比如合欢杯、情侣杯、夫妻杯等。

可以根据工艺分类，比如单层杯、双层杯、真空杯、纳米杯、能量杯、生态杯等。

3.2水杯的外形设计

古代的茶碗：很好的运用了下面像盘子一样的托盘，以免烫手以及水满后流至他处。

表面有凹凸的水杯：形态经过精心设计与测试，符合人体工程学，表面的凹凸给人端拿带来方便。

有便携杯盖的水杯：便携式的杯盖刚好手指能够通过勾起，给人携带提供很大的方便，适合大众的使用，尤其是短途的外出备水更是合适

儿童用水杯：内部放置吸管，能够很好的方便给孩子使用，人性化的设计，避免孩子因喝水而被呛到。

戒指型把手的水杯;此种水杯把手设计如同戒指，给人很新颖的感觉。

4、水杯的设计原则

水杯的材料要求低碳环保易得，符合现如今的消费需求；

水杯尺寸应符合人体尺寸，方便人们的掌握；

质量较为轻盈，减少使用者扥劳动强度；

水杯的杯身，手柄设计合理，使人们掌握方便舒适；

水杯应能够防滑防漏水；

选择材料易于清洁，表面保持整洁

5、水杯的设计

5.1水杯的材料选用

聚乙烯，聚乙烯外观上是白色蜡状物体，微显角质状，无臭无味无毒，制品不透明等，其为4号可循环标志，说明这种材料不可再利用或加热使用，耐热性不强，为低密度聚乙烯。聚乙烯产量最大，应用最广，做成杯子，其采用的加工工艺为注塑。低密度聚乙烯采用高压法制的，这种方法所得的聚乙烯，由于密度小，结晶度低，各项力学性能较低，但韧性良好。良好的韧性对于本次的设计的握力杯尤其重要。经常挤握力杯，如果没有良好的韧性则容易从坚硬处裂开。而杯盖所需的各项力学性能较好，所以杯盖需采用另一中材料为共聚氯乙烯，它有比聚乙烯更高的强度和硬度。

5.2水杯的尺寸设计

从杯子上的大小来说，没有把柄的杯子的大小一般说来直径在65mm左右比较合适，从人的平均身高在170——175cm之间，人们的能握住的手掌长度一般是在200m m左右，而握起直径在65m m左右的杯子是比较合适的。从杯子的视觉上来说，除了杯子的大小外，杯子的高度在160mm左右对杯子的视觉观赏性是比较好的通常情况使用的规格容量

杯子的三视图

5.3杯子的重量设计

首先杯子的自身重量来说，杯子不能过重，理论上从人机工程关系上来说，就是要杯子越轻越好，这样就更容易把杯子握起来，杯子的轻重就要从材质的使用不同而定，一般来说用塑料制成的杯子重量比较轻，用陶瓷制成的杯子比较重些，用薄的塑料制成的杯子比较合适。

5.4水杯的防滑设计

从杯子的自身构成上来说，杯子外壁的中间部分和杯子盖子不得过于光滑。一般都是握住杯子外壁的中间位置，当有时人不小心把杯子盖扭得过紧时，如果盖子外壁太过于光滑，那么人们就要很费力的才能打开杯子的盖，按照杯子的人机工程学上的关系，在杯盖和杯子的中部外壁装饰出游一些凹凸圈的纹理，或者采取特别的凹凸装饰设计，增大手掌与杯身的摩擦力这样就解决问题了,而我才用的是水杯杯身为曲线型弯曲状以增大摩擦力，而且杯身的弧度，符合人机工程学，使手能更好的握住杯身。

5.5水杯的防漏设计

如果水杯的杯盖设计得不够严密，则杯子就会漏水，为了防止漏水可以增大杯盖和杯身的紧密连接性，有的水杯设计在杯盖上有4个小爪，可以更好的抓紧杯身，密封性能好，保温性能强，而多数防漏水设计则采用在杯帽上采用螺纹设计，在旋转杯帽时以增大杯帽与杯身的连接性以达到防漏水设计。